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什么是【碳中和】?

来源:绿色建筑研习社
文章附图



2015年《巴黎协定》设定了本世纪后半叶实现净零排放的目标。习近平主席于9月22日第七十五届联合国大会上提出了“努力争取2060年前实现碳中和”的战略目标,为中国下一阶段的能源转型和绿色发展指明了方向,也展现了中国践行《巴黎协定》气候行动承诺的决心。


今天,我们一起聊聊碳中和的定义、各国的目标以及我国建筑业的实施路径。




碳中和的定义



根据IPCC特别报告《全球变暖1.5℃》,碳中和(carbon-neutral)定义如下:当一个组织在一年内的二氧化碳(CO2)排放通过二氧化碳去除技术应用达到平衡,就是碳中和或净零二氧化碳排放。


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那么,“碳中和”与经常出现在气候新闻里的“净零排放”(net-zero emission)、“气候中性”(climate-neutral)有什么联系和区别


净零排放的定义:当一个组织的一年内所有温室气体(CO2-e,以二氧化碳当量衡量)排放量与温室气体清除量达到平衡时,就是净零温室气体排放。

气候中性的定义:当一个组织的活动对气候系统没有产生净影响时,就是气候中立。在气候中立的定义中,还必须考虑区域或局部的地球物理效应,例如辐射效应(例如来自飞机凝结轨迹的辐射效应)。

总而言之,碳中和目标只与二氧化碳有关,而“净零”目标包括所有温室气体,“气候中性”目标也考虑其他影响,如辐射效应。

对大多数公司来说,碳中和、净零排放和气候中性的含义是一样的。如果一个组织主要释放二氧化碳,那么使用“碳中和”、“净零排放”或“气候中性”这三个词并没有太大区别。

另外,对于大多数部门来说,净零排放和气候中性是一样的,因为最重要的气候影响是向大气中排放温室气体。然而,一些部门,如航空业,也应该考虑非二氧化碳辐射效应的其他因素影响。




各国碳中和目标



越来越多的国家政府正在将其转化为国家战略,提出了无碳未来的愿景根据ClimateNews网站汇总的信息,以下国家和地区设立了净零排放或碳中和的目标。


中国


目标日期:2060

承诺性质:政策宣示

中国在2020年9月22日向联合国大会宣布,努力在2060实现碳中和,并采取“更有力的政策和措施”,在2030年之前达到排放峰值。


奥地利


目标日期:2040年

承诺性质:政策宣示

奥地利联合政府在2020年1月宣誓就职,承诺在2040年实现气候中立,在2030年实现100%清洁电力,并以约束性碳排放目标为基础。右翼人民党与绿党合作,同意了这些目标。


不丹


目标日期:目前为碳负,并在发展过程中实现碳中和

承诺性质:《巴黎协定》下自主减排方案

不丹人口不到100万,收入低,周围有森林和水电资源,平衡碳账户比大多数国家容易。但经济增长和对汽车需求的不断增长,正给排放增加压力。


美国加利福尼亚


目标日期:2045年

承诺性质:行政命令

加利福尼亚的经济体量是世界第五大经济体。前州长杰里·布朗在2018年9月签署了碳中和令,该州几乎同时通过了一项法律,在2045年前实现电力100%可再生,但其他行业的绿色环保政策还不够成熟。


加拿大


目标日期:2050年

承诺性质:政策宣示

特鲁多总理于2019年10月连任,其政纲是以气候行动为中心的,承诺净零排放目标,并制定具有法律约束力的五年一次的碳预算。


智利


目标日期:2050年

承诺性质:政策宣示

皮涅拉总统于2019年6月宣布,智利努力实现碳中和。2020年4月,政府向联合国提交了一份强化的中期承诺,重申了其长期目标。已经确定在2024年前关闭28座燃煤电厂中的8座,并在2040年前逐步淘汰煤电。


哥斯达黎加


目标日期:2050年

承诺性质:提交联合国

2019年2月,总统奎萨达制定了一揽子气候政策, 12月向联合国提交的计划确定2050年净排放量为零。


丹麦


目标日期:2050年

承诺性质:法律规定

丹麦政府在2018年制定了到2050年建立“气候中性社会”的计划,该方案包括从2030年起禁止销售新的汽油和柴油汽车,并支持电动汽车。气候变化是2019年6月议会选举的一大主题,获胜的“红色集团”政党在6个月后通过的立法中规定了更严格的排放目标。


欧盟


目标日期:2050年

承诺性质:提交联合国

根据2019年12月公布的“绿色协议”,欧盟委员会正在努力实现整个欧盟2050年净零排放目标,该长期战略于2020年3月提交联合国。


斐济


目标日期:2050年

承诺性质:提交联合国

作为2017年联合国气候峰会COP23的主席,斐济为展现领导力做出了额外努力。2018年,这个太平洋岛国向联合国提交了一份计划,目标是在所有经济部门实现净碳零排放。


芬兰


目标日期:2035年

承诺性质:执政党联盟协议

作为组建政府谈判的一部分,五个政党于2019年6月同意加强该国的气候法。预计这一目标将要求限制工业伐木,并逐步停止燃烧泥炭发电。


法国


目标日期:2050年

承诺性质:法律规定

法国国民议会于2019年6月27日投票将净零目标纳入法律。在今年6月份的报告中,新成立的气候高级委员会建议法国必须将减排速度提高三倍,以实现碳中和目标。


德国


目标日期:2050年

承诺性质:法律规定

德国第一部主要气候法于2019年12月生效,这项法律的导言说,德国将在2050年前“追求”温室气体中立。


匈牙利


目标日期:2050年

承诺性质:法律规定

匈牙利在2020年6月通过的气候法中承诺到2050年气候中和。


冰岛


目标日期:2040年

承诺性质:政策宣示

冰岛已经从地热和水力发电获得了几乎无碳的电力和供暖,2018年公布的战略重点是逐步淘汰运输业的化石燃料、植树和恢复湿地。


爱尔兰


目标日期:2050年

现状:执政党联盟协议

在2020年6月敲定的一项联合协议中,三个政党同意在法律上设定2050年的净零排放目标,在未来十年内每年减排7%。


日本


目标日期:“本世纪后半叶尽早的时间”

承诺性质:政策宣示

日本政府于2019年6月在主办20国集团领导人峰会之前批准了一项气候战略,主要研究碳的捕获、利用和储存,以及作为清洁燃料来源的氢的开发。值得注意的是,逐步淘汰煤炭的计划尚未出台,预计到2030年,煤炭仍将供应全国四分之一的电力。


马绍尔群岛


目标日期:2050年

承诺性质:提交联合国的自主减排承诺

在2018年9月提交给联合国的最新报告提出了到2050年实现净零排放的愿望,尽管没有具体的政策来实现这一目标。


新西兰


目标日期:2050年

承诺性质:法律规定

新西兰最大的排放源是农业。2019年11月通过的一项法律为除生物甲烷(主要来自绵羊和牛)以外的所有温室气体设定了净零目标,到2050年,生物甲烷将在2017年的基础上减少24-47%。


挪威


目标日期:2050/2030

承诺性质:政策宣示

挪威议会是世界上最早讨论气候中和问题的议会之一,努力在2030年通过国际抵消实现碳中和,2050年在国内实现碳中和。但这个承诺只是政策意向,而不是一个有约束力的气候法。


葡萄牙


目标日期:2050年

承诺性质:政策宣示

葡萄牙于2018年12月发布了一份实现净零排放的路线图,概述了能源、运输、废弃物、农业和森林的战略。葡萄牙是呼吁欧盟通过2050年净零排放目标的成员国之一。


新加坡


目标日期:“在本世纪后半叶尽早实现”

承诺性质:提交联合国

与日本一样,新加坡也避免承诺明确的脱碳日期,但将其作为2020年3月提交联合国的长期战略的最终目标。到2040年,内燃机车将逐步淘汰,取而代之的是电动汽车。


斯洛伐克


目标日期:2050年

承诺性质:提交联合国

斯洛伐克是第一批正式向联合国提交长期战略的欧盟成员国之一,目标是在2050年实现“气候中和”。


南非


目标日期:2050年

承诺性质:政策宣示

南非政府于2020年9月公布了低排放发展战略(LEDS),概述了到2050年成为净零经济体的目标。


韩国


目标日期:2050年

承诺性质:政策宣示

韩国执政的民主党在2020年4月的选举中以压倒性优势重新执政。选民们支持其“绿色新政”,即在2050年前使经济脱碳,并结束煤炭融资。这是东亚地区第一个此类承诺,对全球第七大二氧化碳排放国来说也是一件大事。韩国约40%的电力来自煤炭,一直是海外煤电厂的主要融资国。


西班牙


目标日期:2050年

承诺现状:法律草案

西班牙政府于2020年5月向议会提交了气候框架法案草案,设立了一个委员会来监督进展情况,并立即禁止新的煤炭、石油和天然气勘探许可证。


瑞典


目标日期:2045年

承诺性质:法律规定

瑞典于2017年制定了净零排放目标,根据《巴黎协定》,将碳中和的时间表提前了五年。至少85%的减排要通过国内政策来实现,其余由国际减排来弥补。


瑞士


目标日期:2050年

承诺性质:政策宣示

瑞士联邦委员会于2019年8月28日宣布,打算在2050年前实现碳净零排放,深化了《巴黎协定》规定的减排70-85%的目标。议会正在修订其气候立法,包括开发技术来去除空气中的二氧化碳(瑞士这个领域最先进的试点项目之一)。


英国


目标日期:2050年

承诺性质:法律规定

英国在2008年已经通过了一项减排框架法,因此设定净零排放目标很简单,只需将80%改为100%。议会于2019年6月27日通过了修正案。苏格兰的议会正在制定一项法案,在2045年实现净零排放,这是基于苏格兰强大的可再生能源资源和在枯竭的北海油田储存二氧化碳的能力。


乌拉圭


目标日期:2030年

承诺性质:《巴黎协定》下的自主减排承诺

根据乌拉圭提交联合国公约的国家报告,加上减少牛肉养殖、废弃物和能源排放的政策,预计到2030年,该国将成为净碳汇国。





中国建筑碳中和路径



从全球来看,建筑部门贡献了碳排放总量的40%,是实现碳中和目标的关键部门。建筑建造过程的碳排放主要来自于建材的生产、运输以及施工。建筑运行过程的主要碳排放来源为供暖、空调、照明、插座设备、特殊用能(如实验室、数据中心等)和交通用能(充电桩)。


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建筑碳中和路径示意图


建筑碳中和主要可以通过需求减量、超高能效、能源替代三个方面来实现。


需求减量

从需求侧来看,优先采用降低能源负荷的手段,优化调整建筑流线和功能,尽量采用免费措施即不涉及工程造价的措施,如自然采光、自然通风等。其次,可以采用热工性能更符合气候特点的建筑外围护结构(外墙、门窗、屋顶、遮阳),从源头上降低建筑的总能源需求。同时,采用绿色、低碳、轻质的建筑材料,能够降低建筑材料及建筑垃圾所产生的碳排放。


超高能效

采用超高能效设备,如LED灯、变频水泵、磁悬浮冷机等,以及智能化管理手段,如智能充电桩、智能设备启停等,提高能源使用效率,促进深度节能减排。此外,通过加强运行调试和运营管理,避免技术堆砌,以结果为导向实现超低能耗建筑。


能源替代

通过建筑光伏一体化(BIPV)、储能(电池储能、冰蓄冷、相变材料等)、地源水源热泵、生物质发电、吸收式热泵等技术充分利用本地的可再生能源及余热余冷,替代化石能源的使用以降低碳排放。


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建筑碳中和技术措施与政策工具梳理


为了加速建筑部门碳中和的进程,需要从国家层面和地方层面出台有效的政策路线图、规范标准、落地机制,涵盖建筑全生命周期,包括设计、开发、运营和拆除。除了政策层面的支持外,更需要更广范围内相关方参与,包括城市规划部门、建筑设计部门、材料供应商、设备供应商、公用事业公司、开发商和投资者等。